高層建筑爬架安裝施工技術

楊慶鋒

(福建六建集團有限公司，福建 福州 350001)

0 前 言

隨著社會經濟的發展，高層建筑逐漸增多，爬架的選擇與安裝施工成為影響高層建筑施工質量和施工安全的重要因素。高層建筑因為層數高，施工周期長，施工影響因素多，因此，高層建筑的傳統爬架也面臨著搭設困難、耗費成本較高和耗費時間較長的問題。相比起傳統爬架，當前的新型爬架施工能夠更好地符合高層建筑施工建設的需求，而且可靠性更高、經濟性與可操作性更強。

1 工程概況

工程位于陜西省西安市三橋新街以南、征和六路以西、二十四城以北，工程主體為辦公寫字樓，共有兩棟樓T1和T8。T1樓層總高度為148.47 m，地上層數29層，標準層數25層，標準層高5 m，建筑結構為框架剪力墻，采用全附著式升降爬架進行施工防護。T8樓層總高度140.4 m，地上層數30層，標準層數26層，標準層高4.5 m，建筑結構為框架剪力墻，采用全附著式升降爬架進行施工防護。T1與T8樓層爬架均從4層底開始搭設全鋼附著式升降爬架，施工防護直至屋面層，建筑周邊無特殊環境。工程設計參數如表1所示。

表1 工程設計參數

2 高層建筑爬架設計

2.1 爬架應用原理

全鋼附著式升降爬架主要是由主框架、架體附著制作、架體構架、升降設備、防墜裝置提升設備等部分構成。全鋼附著式升降爬架主要是通過附著支撐結構附著在工程結構上，通過爬架的升降設備實現升降。全鋼附著式升降爬架沿著建筑結構外沿，采用全鋼結構組成，并且施工區域封閉，根據建筑工程主體需求，實現爬架的升降。

2.2 爬架設計方案

根據《建筑施工安全檢查標準》(JGJ59—2011)、《建筑施工工具式爬架安全技術規范》(JGJ202—2010)[1]、《建筑施工扣件式鋼管爬架安全技術規范》(JGJ130—2011)等相關規范設計爬架[2]。T1與T8均采用全鋼附著式爬架工藝，機位平均跨度為3.6 m，最大跨度為4.5 m。

T1樓層高為5 m，爬架架體高度為22.5 m，寬度為0.65 m，內側距離結構為460 mm。T8樓層高位4.5 m，架體高度為19.5 m，寬度與T1寬度相同。爬架的升降系統提升吊點與附著墻的導向座獨立，采用一體化倒掛電動葫蘆作為升降設備。采用電腦自動化控制升降速度與升降操作，對爬架升降全工程進行控制管理，超載、欠載30%時停機，升降最大行程控制在2.8～8 m。采用轉輪式防墜器進行防墜全過程防護管理，每個附墻導向座設置與導軌滑套連接的防傾裝置。

2.3 爬架工藝特點

全鋼附著式升降爬架具有以下特點：①分段式提升，全鋼附著式升降爬架采用分段式提升，根據建筑單位主體結構的提升選擇提升速度，由電腦全自動控制管理，能夠有效地滿足工程的需求；②施工安全，全鋼附著式升降爬架具有防墜落、防傾覆的系統，架體底部與借口樓層全封閉，施工安全系數高，降低了工程風險[3]；③組裝效率高，全鋼附著式升降爬架在升到第4層后采用一次性組裝，能夠提升組裝效率，而且組裝完成后利用電葫蘆實現爬架的提升，不需要其他起重設備，能夠提升整體施工效率；④結構簡單，安裝拆除方便，全鋼附著式升降爬架的結構相對簡單，全鋼附著式升降爬架所采用的是標準的結構單元，將結構單元運輸到現場之后進行組裝，能夠提升組裝效率，而且施工結束后，拆卸方便，適合各種環境使用；⑤控制系統安全可靠，全鋼附著式升降爬架所采用的控制系統是荷載同步控制系統，當負載超過或低于設計符合的標準時，系統會自動報警，偏差達到30%以上，系統會自動停機。該系統安全可靠，能夠對施工人員未能及時觀察到的故障隱患進行預警，確保施工安全。

3 高層建筑爬架安裝施工技術

3.1 爬架的組裝搭設

1)架體組裝輔助平臺組裝，采用鋼管搭設雙排架，并且地面夯實，采用鋼管拉結與每層墻面相接，拉結距離少于6 m。輔助平臺水平度控制在10～30 mm，外側架設單排防護高度1 500 mm，平臺架設寬度為1 200～1 500 mm。在首層安裝后，間隔4～5 m采用兩根鋼管緊扣夾住走道板，初始安裝時，升降爬架需要搭設兩層樓高，再與結構連接卸荷。輔助平臺安裝示意圖如圖1所示。

圖1 安裝平臺示意圖(轉角架體必須在一個平面內)

2)架體設備安裝，首先將底層支架固定在雙排架子上，然后將爬架放在底層支架上并且將其固定，用螺栓連接爬架側部位與底層支架，形成底層的整體架板。其次將內立桿、外立桿安裝與底層支架，并且采用三角支架固定后，將防護網安裝于外立柱上，并且在三角支架上固定。將水平桁架斜撐桿與內立桿(或導軌立桿)和腳手板固定，防護網固定于外立桿處，吊點桁架與導軌立桿連接固定。最后將架體用附墻導向底座固定于肢體結構上，防護網與外立桿固定，且將防護網與下層防護箱連接固定，并且將爬架置于三角支架上固定。

3)吊點、電動葫蘆安裝，根據附墻與架體，上吊點設置于預留孔內，下吊點設置于吊點桁架位置。降低電動葫蘆安裝于下吊點位置，采用倒掛葫蘆的方式固定。

4)附墻導向座安裝，附墻導向座使用的是16 mm、10 mm等厚度鋼板還接成型的結構，結構材質為Q235A，導向滑輪與滾輪軸均采用此材料，構成了可調節移動的導向座結構，對導軌立桿起著約束作用。為了確保施工安全，附墻導向座安裝需要設置防墜裝置、控制系統與吊點裝置。控制系統使用的是與爬架相適應的智能控制系統，由計算機系統整體控制，通過對架體重量進行感知，從而實現對爬架升降的有效控制。附墻導向座與導向輪安裝如圖2所示。

圖2 附墻導向座與導向輪安裝示意圖

5)防墜裝置安裝，防墜裝置采用機械轉輪擺叉式防墜，每個防墜裝置有防墜卡件功能，靈敏可靠，簡單實用。當發生墜落時，因下落速度很快，擺叉上齒(觸臂)在滑過轉輪內齒的瞬間，擺叉還未能在自然重力下恢復初始位置，此時轉輪內齒(棘輪)已越過擺叉下齒的回復位置，即被擺叉下齒(棘爪)阻擋，所以阻止了架體向下墜落，起到了防止墜落的作用。防墜裝置如圖3所示。

圖3 防墜裝置制動作用狀態示意圖

3.2 驗收管理

爬架組裝完成后，由施工單位、監理單位、建設單位共同參加驗收管理，驗收合格后才能進行下一步造作。爬架組裝的驗收標準如下：①架體底部應該嚴格密封，與墻體之間無縫隙，確保密封；②防墜與防傾斜導軌應該設置合理，且檢查安全可靠，連接無誤后方可投入使用，防傾覆的導軌應該與架體結構穩定連接，防墜落裝置應該附著于建筑結構并且安裝在導軌處；③全鋼升降爬架的水平懸挑長度不大于2.0 m，不大于跨度的1/2；④為了確保安全穩定，各桿件之間的軸線應該交匯于節點處，并且采用螺栓固定，避免產生彎矩。

3.3 爬架升降操作

1)準備工作。爬架升降前做好準備工作，對爬架以及相關附屬連接設備進行檢查，確保每個機位的提升系統連接固定可靠。對爬架的吊點、吊索、爬架密封情況進行檢查，確保合格后才能進行提升操作。根據操作位置，在升降區域下面畫出安全區域，避免無關人員進入安全區域。

2)升降操作。在對爬架架體以及輔助設備進行檢查后，由電腦發出升降的指令，根據需要可以選擇不同的提升模式，爬架可以實現分組分片提升，也能實現整體提升。升降過程遇到障礙時，應先停止升降操作，排除障礙后繼續操作。根據導軌進行提升操作，提升快到位之前，將定位用的扣件松掉，提升到預定位置并且停機，將密封板密封后扣上定位扣件，上緊扣件并且確保連接緊密后，開始卸荷操作。升降操作必須注意外界天氣，不得在5級以上大風、大霧和下雨天操作爬架。

3)卸荷。電腦發出卸荷指令，卸荷前應該確定所有定位裝置可靠，卸荷完成后取消傳力鋼絲繩與升降架的連接，卸荷后開始利用電動葫蘆反轉鏈條，實施倒鏈操作，關機停機，即可完成一次升降操作。后續的爬架升降操作可以重復上述程序。

3.4 爬架的拆除

爬架的拆除主要是指清除全鋼附著式升降爬架的雜物、地面障礙物、拆卸爬架內的所有提升裝置、爬架的提升設備以及控制設備等。全鋼附著升降爬架的拆除,首先采用鋼絲繩掛鉤在架體上的吊鉤上掛牢并且張緊。按照順序將塔吊吊住的架體、臨邊架體、水平桁架之間連接拆除，同時拆除爬架的防護網。拆除架體單元后，拆除建筑結構與附墻導向座的穿墻螺桿，為了避免拆除過程中的架體晃動，需要采用滑動扣件固定架體立桿與電動葫蘆。清除架體垃圾，將架體單元與走道板脫離后吊放至地面。架體結構到達地面后依次將吊環、立桿拆除，并且將封網、過道板等疊放到指定位置，以便打包運輸。

4 高層建筑爬架施工保障措施

4.1 組織保障措施

設備進場前做好報建準備，且由安監部門審批通過，確保施工合法。施工前組建符合工程要求的項目管理機構，由項目經理部對工地進行全權管理，且要求所屬職能部門協調管理，制定工程規章制度，明確每個部門的職責。根據工程需求組織勞動力進場，進場前加強培訓管理，使管理人員和施工人員了解工程情況、工程設備、施工圖紙等信息，并且加強安全培訓，提升進場人員安全意識[4]。施工前做好設備管理與材料管理，確保設備與材料滿足工程需求。做好圖紙交底工作，開展圖紙會審，預測工程中可能存在的風險，加強關鍵節點的質量控制。

全鋼附著式升降爬架工程中的危險源包括高空作業是否符合規范、底部操作平臺基礎是否牢固、吊裝是否牢固可靠、安裝附著導向支座混凝土是否滿足強度要求、爬架升降時架子上部是否清除干凈、升降過程電動葫蘆是否異常，施工作業過程中，需要對這些關鍵點進行控制，確保施工安全。施工過程應該文明施工，不得亂扔煙頭，禁止烤火。

4.2 技術保障措施

全鋼附著式升降爬架升降操作時，需要對架體以及連接設備進行管理，架設防護網確保安全。料臺進入爬架架體底層施工作業時，附著式提升料臺兩側采用鋼網片封堵，根據附著式提升料臺結構，料臺進入爬架施工時架體兩側已達到封閉效果。料臺底板采用可翻轉翻板防護。技術保障流程如圖4所示。

圖4 技術保障流程

4.3 監控保障措施

全鋼附著式升降爬架安裝采用PLC (可編程控制器)作上位機；采用觸摸屏或PC(個人電腦)作人機界面實現人機對話；多臺以單片微型計算機為核心的智能分機(下位機)以及重力傳感器組成的測量系統。該系統通過計算機對被提升架體的重力信號進行采集、綜合分析并作出相應處理，實現了對架體升降及卸荷的全過程實時監測和自動控制。為了確保系統控制能力，在將傳感器安裝于提升設備與架體連接部分后，連接插頭與盒體底部最右側插座對應連接，確保連接準確。首次試運行系統時，應該觀察主進柜最左側主進電源開關是否正常。打開電源，進入系統的工作模式，開啟段內的升降開關，進入自動運行狀態，觀察系統的升降功能、預警、警告燈是否正常。

5 結 語

采用全鋼附著式升降爬架建設兩棟30層左右的高樓，采用全過程控制，對全鋼附著式升降爬架的架體安裝、爬架升降、爬架驗收等進行嚴格控制，從組織、技術和監控上進行保障。雖然安裝施工過程中遇到了施工配合不嚴謹影響施工效率等問題，但是最終按照要求完成爬架的建設與拆除，確保高層建筑的順利完工。

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